La distribution spatiale des radicaux libres oxygénés permet d’expliquer la différence d’activation des processus d’invasion/migration des cellules souches cancéreuses en réponse aux photons et aux ions carbone
Résumé
Objectifs : La transition épithélio-mésenchymateuse (EMT) est le mécanisme qui permet l’échappement des cellules cancéreuses de la tumeur pour former des métastases. Alors que la radiothérapie conventionnelle favorise l’invasion/migration des cellules souches cancéreuses (CSCs), les ions carbone diminuent ces processus. Cependant, les CSCs, radio/chimiorésistantes sont localisées dans des niches hypoxiques tumorales où l’hypoxie amplifie les effets biologiques liés à la radioresistance. Ainsi, la compréhension des mécanismes différentiels impliqués dans la réponse aux photons et aux ions carbone, particulièrement en hypoxie, permettrait de mieux comprendre le processus d’échappement tumoral.
Méthodes : Les processus de motilité, d’invasion/migration et les voies de signalisation de l’EMT ont été étudiés en réponse à une irradiation par photons et ions carbone pour deux lignées de tumeurs des voies aéro-digestives supérieures et leur sous-population de CSCs, en normoxie et hypoxie.
Resultats : Après avoir confirmé en normoxie l’augmentation de l’invasion/migration en réponse aux photons et la diminution après irradiation par ions carbone, nous avons montré que sous hypoxie, les deux types d’irradiation conduisent à une diminution du processus. Afin de comprendre cette réponse différentielle, les profils de phosphorylation des voies Akt/mTor, STAT3 et ERK/p38/MSK impliquées dans l’EMT ont été établis. En réponse aux photons, l’activation des cascades de kinases est importante pour les 3 voies alors qu’elle l’est plus faiblement en hypoxie, et pas du tout en réponse aux ions carbone quelle que soit la tension en oxygène.
Conclusion : Nos résultats montrent un profil d’activation des trois principales voies de l’EMT fonction du type d’irradiation et de la tension en oxygène. La production de ROS, uniformément répartie dans la cellule en réponse aux photons permet l’activation des voies contrairement aux ions carbone où les ROS sont uniquement localisés dans la trace.